不同表面處理方式影響牙骨質(zhì)粘接效果的研究進(jìn)展*

馮杭都 陳建治

齲病是口腔常見病，為牙體硬組織在以細(xì)菌為主的多種因素作用下發(fā)生的慢性進(jìn)行性破壞的感染性疾病。其中，齦下齲及根面齲好發(fā)于老年人群，據(jù)全國第四次口腔健康流行病學(xué)調(diào)查顯示，我國65～74歲年齡段人群患齲率為12.8%，其中根面齲占比高達(dá)39.4%［1］。目前，臨床治療該類疾病的主要方式為復(fù)合樹脂粘接修復(fù)，其粘接質(zhì)量及遠(yuǎn)期穩(wěn)定性與牙骨質(zhì)-粘接劑間的牢固粘接密切相關(guān)［2］。牙骨質(zhì)作為牙體基質(zhì)，不同于根部主體牙本質(zhì)［3］和近端表面牙本質(zhì)，因缺少牙本質(zhì)小管口［4］且含有大量的膠原纖維，易產(chǎn)生大量玷污層并阻礙粘接劑均勻滲透，致粘接性能處于劣勢，成為不可預(yù)知的粘接表面［5］。而牙骨質(zhì)作為齦下齲與根面齲中的頸部邊緣，為避免微滲漏形成和細(xì)菌侵入底部牙本質(zhì)［6］，其與修復(fù)體形成牢固粘接則尤為重要。因此，進(jìn)一步明確牙骨質(zhì)組成結(jié)構(gòu)、粘接機(jī)制及增強(qiáng)粘接性能的處理方式成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前，已有大量文獻(xiàn)對牙骨質(zhì)組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)性總結(jié)，而牙骨質(zhì)表面處理方式的相關(guān)研究則多停留于表面形貌改變，形成的表面形態(tài)能否明確增強(qiáng)牙骨質(zhì)粘接性能則鮮有報道。因此，本文就牙骨質(zhì)的理化特征、不同處理方法、粘接劑的選擇三方面對粘接性能的影響做一綜述，為后續(xù)進(jìn)一步探索牙骨質(zhì)表面最佳處理方式提供參考。

1.牙骨質(zhì)的組織特征及對粘接的影響

牙骨質(zhì)為一層覆蓋在牙根面的不均勻礦化硬結(jié)締組織［7］，其厚度達(dá)20～200 μm［8］，頸部薄，根尖部和根分叉部較厚，因終生不斷形成，成層沉積，故呈層板狀結(jié)構(gòu)。牙骨質(zhì)組成中，無機(jī)成分以羥基磷灰石為主，占干重的45%～50%，有機(jī)物和水占50%～55%，其中有機(jī)基質(zhì)以膠原蛋白為主，起維持牙骨質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)并為礦化晶體提供框架作用［7］。

以往，牙骨質(zhì)的分類根據(jù)有無包含牙骨質(zhì)細(xì)胞被分為細(xì)胞性牙骨質(zhì)和非細(xì)胞性牙骨質(zhì)兩大類。近年來隨著牙骨質(zhì)內(nèi)在纖維及外在（Sharpey）纖維的發(fā)現(xiàn)，牙骨質(zhì)依據(jù)細(xì)胞分布和纖維來源的不同進(jìn)行再次分類，其中無細(xì)胞、外源性纖維牙骨質(zhì)為主體，占40%～70%，其覆蓋牙根頸1/3～2/3 的區(qū)域［9，10］，是根面修復(fù)的主要類型。

不同于牙釉質(zhì)，牙骨質(zhì)脫礦臨界pH值較高，約為6.7，菌斑液pH的輕微下降都易導(dǎo)致牙根的硬組織脫礦和根面齲的發(fā)生［11］，Ogaard B等［12］研究發(fā)現(xiàn)牙根表面的缺損病變進(jìn)展及礦物質(zhì)流失速率高達(dá)牙釉質(zhì)的2.5倍。同時由于Sharpey纖維的插入，牙骨質(zhì)整體礦化程度較低，約45%～60%［7，13］，約23%為膠原蛋白為主的有機(jī)成分，遠(yuǎn)超僅含2%的膠原蛋白的牙釉質(zhì)［14］，因此牙骨質(zhì)硬度明顯低于牙釉質(zhì)。另一方面，與牙本質(zhì)相比，牙骨質(zhì)因較低的礦物質(zhì)含量和較高的孔隙率［15，16］，使得牙骨質(zhì)的脫礦深度在同等酸蝕濃度下比牙本質(zhì)更深；因牙骨質(zhì)結(jié)構(gòu)中缺乏牙本質(zhì)小管口［4］使其無法形成高質(zhì)量的樹脂突，且內(nèi)含的粗大膠原纖維阻礙樹脂單體的均勻滲透，均致其粘接強(qiáng)度低于牙本質(zhì)［13，17］；同時粗大膠原纖維的存在易產(chǎn)生更多更厚具有多孔結(jié)構(gòu)的玷污層，亦使牙骨質(zhì)的納米滲漏大于牙本質(zhì)［13］。

2.牙骨質(zhì)表面的不同預(yù)處理方式

目前，臨床以機(jī)械打磨及酸蝕處理牙面后進(jìn)行復(fù)合樹脂充填修復(fù)為常規(guī)方法。研究發(fā)現(xiàn)機(jī)械打磨可在病損表面形成頑固的抗酸性玷污層，進(jìn)而阻礙粘接劑擴(kuò)散，不利粘接［18］。對此，學(xué)者們提出不同 的 表 面 預(yù) 處 理 方 式 如 激 光 粗 化［19，20］、檸 檬酸［21，22］、乙 二 胺 四 乙 酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）處理［23，24］，期待通過改變粘接面表面形貌的方式，增大粘接面積，促進(jìn)微機(jī)械鎖合結(jié)構(gòu)形成及增強(qiáng)膠原纖維的穩(wěn)定性，形成利于粘接的表面，從而進(jìn)一步提高牙骨質(zhì)的粘接性能，增強(qiáng)后期穩(wěn)定性。

2.1 激光

2.1.1 Er， Cr： YSGG激光 摻餌鉻釔鈧鎵石榴石 激 光（Er-bium， Chromium： Yttrium-Scandium-Gallium-Garnet Laser，Er， Cr： YSGG激光）是現(xiàn)階段口腔科常用的一種新型水動力激光，因其2780 nm的波長與水的吸收峰值接近，故又稱水激光。

與酸蝕處理不同，Er， Cr： YSGG 激光去除組織機(jī)制并非脫礦，而是蝕刻過程中通過與水氣同軸輸出，提供的能量被水及羥基磷灰石迅速吸收，產(chǎn)生微爆破，致該部位壓力增大甚至超過其可承受的強(qiáng)度，進(jìn)而切割牙體硬組織并形成無玷污層、不規(guī)則、底部膠原纖維暴露的粗糙表面。閆露等［19］發(fā)現(xiàn)1～5 W 不同能量的Er， Cr： YSGG 垂直照射牙根面，可有效去除牙骨質(zhì)表面大部分玷污層，且根面粗糙程度隨能量增加而加深。經(jīng)形貌分析，低能量（1～2 W）照射區(qū)域呈現(xiàn)平坦的凹陷形貌，牙骨質(zhì)結(jié)構(gòu)完整清晰，玷污層有效去除，底部膠原基質(zhì)暴露。Kimura Y 等［25］使用5 W Er， Cr： YSGG激光照射根面，電鏡下呈現(xiàn)鋒利邊緣的隕石坑狀缺損形貌，牙骨質(zhì)出現(xiàn)缺損但無碳化及熔融，兩者研究結(jié)果基本一致，皆證實Er， Cr： YSGG在一定范圍內(nèi)具有良好的安全性，且照射后可明顯粗化牙骨質(zhì)表面，有利牙骨質(zhì)表面微機(jī)械鎖合結(jié)構(gòu)的形成，同時暴露的底部膠原網(wǎng)則利于粘接劑的滲透，有助微樹脂突的形成，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)粘接強(qiáng)度的目的。

目前，Er， Cr： YSGG 激光照射對牙骨質(zhì)表面粘接密合性的影響尚無定論。有學(xué)者認(rèn)為Er，Cr： YSGG 激光可表現(xiàn)為積極作用。Arslan I等［26］使用自酸蝕粘接系統(tǒng)（Prime & Bond NT）對Ⅴ類洞進(jìn)行樹脂充填修復(fù)時發(fā)現(xiàn)，Er， Cr： YSGG激光照射形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)為牙體與修復(fù)材料的緊密結(jié)合提供良好的固位形，使其納米滲漏相比無處理組的42.7%±5.75%降至20.5%±5.19%。當(dāng)實驗粘接系統(tǒng)采用酸蝕-沖洗系統(tǒng)時，多位學(xué)者進(jìn)行激光、酸蝕、激光聯(lián)合酸蝕的對比實驗，其結(jié)論不一。Atalay C 等［27］認(rèn)為酸蝕粘接前無論是否聯(lián)合Er， Cr： YSGG 激光進(jìn)行預(yù)處理，Ⅴ類洞頸部邊緣微滲漏均無統(tǒng)計學(xué)差異，即Er， Cr： YSGG激光對牙體與修復(fù)體的緊密結(jié)合無促進(jìn)作用。Shahabi S等［28］則發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用Er， Cr： YSGG 激光而不再進(jìn)行額外酸蝕的方式更利于減少Ⅴ類洞頸部邊緣微滲漏。Heyder M 等［29］則持不同意見，其認(rèn)為Er， Cr： YSGG 激光聯(lián)合酸蝕處理可達(dá)最佳效果。就原理而言，Er， Cr： YSGG 激光通過機(jī)械處理使牙骨質(zhì)表面粗化，形成宏觀固位形，而酸蝕處理通過對化學(xué)脫礦使牙體組織形成微孔結(jié)構(gòu)，形成微觀固位形，當(dāng)粘接劑未充分滲透于牙體時，留有的間隙將致微滲漏的出現(xiàn)。然而何種固位形更利于牙骨質(zhì)表面微滲漏的的減少目前尚未得知，上述實驗也因?qū)嶒炘O(shè)備、參數(shù)設(shè)置、檢測指標(biāo)的不同使實驗結(jié)果呈現(xiàn)差異，因此Er， Cr： YSGG激光對牙骨質(zhì)粘接密合性的影響及機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

2.1.2 Er： YAG 激光 鉺釔鋁石榴石激光（Er-bium： Yttrium-Aluminum-Garnet Laser， Er： YAG激光）作是一種低強(qiáng)度新型激光，其具有清除根面牙結(jié)石和感染牙骨質(zhì)，避免碳化或凹坑產(chǎn)生［30］，對鄰近組織的熱損傷小，尤其在伴水冷卻條件下可使牙髓溫度無明顯升高［31］等優(yōu)點(diǎn)。

對比Er， Cr： YSGG激光，雖兩者原理與作用相似但仍存差異：Er： YAG 激光2.94 μm 的波長與水和羥磷灰石的吸收峰值更為接近，其能量更易被水分子吸收，故表現(xiàn)出更高效能；此外，Er：YAG 激光照射根面呈現(xiàn)的彈坑基底呈現(xiàn)不規(guī)則和尖銳的表面［32］比Er， Cr： YSGG 激光形成的層狀外觀的彈坑基底［19］的平坦表面更為粗糙，有助于良好固位形的形成及粘接面的增大，進(jìn)而提升粘接強(qiáng)度，更適用于修復(fù)治療。

當(dāng)前部分學(xué)者就Er： YAG 激光對牙骨質(zhì)表面粘接性能的影響進(jìn)行探索。因牙骨質(zhì)由薄層鈣化組織和垂直嵌入于牙根長軸的膠原纖維的特殊結(jié)構(gòu)組成，故其在Er： YAG 激光照射后可呈現(xiàn)特殊形貌，Sasaki KM 等［20］發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)為均勻分布、尖銳、細(xì)長的突起及不規(guī)則的草狀外觀形貌。Phanombualert J 等［33］探 索 不 同 能 量 密 度（3.77-7.53 J/cm2）的Er： YAG 激光對牙骨質(zhì)表面的影響時亦發(fā)現(xiàn)類似不規(guī)則的粗糙表面形貌，且此形貌促進(jìn)了牙骨質(zhì)微機(jī)械鎖合結(jié)構(gòu)的形成，為粘接時提供了更為合適的形態(tài)學(xué)表面，使得微滲漏有效降低。González Bahillo J 等［34］則進(jìn)一步對比磷酸、Er： YAG 激光、Er： YAG 激光聯(lián)合磷酸三種不同處理方式，結(jié)果顯示單獨(dú)Er： YAG 激光處理可實現(xiàn)最小的微滲漏，推測原因為相比磷酸酸蝕后光滑表面提供的薄弱固位形，Er： YAG 激光處理通過消融形成的谷和峰致照射表面極粗糙且不規(guī)則，更易獲得利于粘接的微固位形結(jié)構(gòu)，利于粘接劑與牙骨質(zhì)形成緊密粘接，減少微滲漏的發(fā)生。亦有學(xué)者［35］持相反意見，其認(rèn)為Er： YAG 激光處理后產(chǎn)生的不規(guī)則的輪廓常伴隨著孔狀結(jié)構(gòu)，在粘接過程中易導(dǎo)致微間隙的殘留，從而形成更大的微滲漏，對邊緣密封性產(chǎn)生不利影響。因此Er： YAG 激光照射形成的表面形貌對減少牙骨質(zhì)微滲漏是否有利仍無定論，需進(jìn)一步探索。

綜上所述，目前研究對Er： YAG 激光、Er，Cr： YSGG 激光照射后牙骨質(zhì)可形成無玷污層、粗糙、不規(guī)則的表面形貌予以肯定，而形貌改變對牙骨質(zhì)表面微滲漏的影響仍存爭議，同時缺乏粘接強(qiáng)度、長期穩(wěn)定性的探索，因此對牙骨質(zhì)粘接性能影響的研究仍缺系統(tǒng)性評價。

2.2 檸檬酸 檸檬酸又稱枸椽酸，為包含三個羧基和一個羥基的三元羧酸，其通過羧酸與羥基磷灰石進(jìn)行絡(luò)合作用，生成可溶性的的檸檬酸鈣鹽，進(jìn)而對牙體組織產(chǎn)生脫礦［36］，作為弱螯合劑，其對周圍組織刺激較小。

早年便有學(xué)者［37］發(fā)現(xiàn)檸檬酸具有脫礦作用，相比無處理組，檸檬酸處理后的根面平整光滑且較為潔凈，無玷污層附著，板層樣牙骨質(zhì)上可見酸蝕留下的直徑為2～3 μm 的管樣開口的孔穴，周圍膠原纖維明顯暴露，皆為后續(xù)粘接提供了有利條件。同時，檸檬酸脫礦作用與pH 值、作用時間、使用方式等因素密切相關(guān)，高pH值、短時間處理均不利于檸檬酸脫礦。Ding QW 等［21］使用 檸檬酸（pH2.5）處理根面30～40分鐘時，牙根表面呈現(xiàn)豐富的纖維，形成“植被”地貌，當(dāng)處理時間延長至1 小時，纖維面積可顯著增加至86%。同時，擦拭法比浸泡法更利于玷污層的去除及膠原纖維的暴露，朱文婷等［22］認(rèn)為30%的檸檬酸擦拭5分鐘即可達(dá)最佳效果。然而就表面粗糙度而言，檸檬酸的化學(xué)處理雖有一定粗化效果，但明顯弱于Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光等機(jī)械處理通過爆破力進(jìn)行組織切割而產(chǎn)生的不規(guī)則形態(tài)，在表面粗化上呈現(xiàn)一定的弱勢，且其脫礦時間較長，在臨床使用過程中存有一定的局限性。因此，目前相關(guān)實驗仍處于表面形貌影響的研究，對牙骨質(zhì)表面粘接性能影響的研究則鮮見報道。

2.3 EDTA EDTA 為有機(jī)四元酸，作為一種螯合脫鈣劑，其通過絡(luò)合羥基磷灰石中的Ca2+形成可溶性絡(luò)合物使牙體脫礦［38］，進(jìn)而暴露底部的膠原纖維的微孔支架，形成利于后續(xù)粘接劑的滲透的處理表面。此外，EDTA 最大特點(diǎn)為可選擇性的溶解礦物質(zhì)，保留膠原纖維內(nèi)礦物質(zhì)，正因這些起結(jié)構(gòu)支撐作用的礦物質(zhì)未流失，增加了有機(jī)基質(zhì)的穩(wěn)定性，因此受脫水的影響較少，不僅利于粘接強(qiáng)度的提高，并且有助于增強(qiáng)粘接的長期穩(wěn)定性［39-41］。

同時，EDTA pH 偏中性，相比于酸性處理劑可更好地保護(hù)周圍牙周組織活力，被認(rèn)為是良好的根面處理劑［42］。研究［23，43］證實，對比酸性根面處理劑如鹽酸四環(huán)素、枸櫞酸等對根面牙骨質(zhì)纖維不同程度的破壞致纖維呈現(xiàn)團(tuán)塊狀且無明顯空間構(gòu)像，非酸性根面處理劑EDTA 使牙骨質(zhì)膠原纖維得到較好保存，微孔支架的暴露，清晰的三維空間結(jié)構(gòu)不僅利于粘接劑滲入且利于血凝塊的黏附，為粘接性能的提升提供有利條件且有助牙周組織再生。同時，EDTA 的脫礦作用呈濃度依賴性，一定范圍內(nèi)濃度越高，脫礦作用越強(qiáng)［39］，張豐婧等［24］探討EDTA 對根面超微結(jié)構(gòu)的影響時進(jìn)一步證實了此觀點(diǎn)，其認(rèn)為24%EDTA 溶液相比17%EDTA 溶液根面處理效果更佳，表現(xiàn)為更少的玷污層，更多利于混合層形成的三維膠原纖維得以暴露。目前國內(nèi)外研究對EDTA 與牙體粘接性能的影響研究尚集中于牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)表面，涉及牙骨質(zhì)表面的研究鮮有報道，此空白領(lǐng)域有待進(jìn)一步完善。

3.粘接系統(tǒng)的選擇

臨床粘接系統(tǒng)按酸蝕方法的不同分為酸蝕-沖洗系統(tǒng)、自酸蝕系統(tǒng)兩類。前者采用較強(qiáng)的無機(jī)酸作為酸蝕劑，可完全去除玷污層，并將底涂劑、粘接劑滲入到脫礦的膠原網(wǎng)中固化形成強(qiáng)度較高的混合層，提供一定的固位力［13，17］，但臨床中面臨表面濕度難以控制及術(shù)后敏感的問題［44］，致其技術(shù)敏感性較高。后者使用較弱的有機(jī)酸，樹脂滲透與牙體脫礦同期進(jìn)行，避免了酸蝕-沖洗系統(tǒng)粘接過程可能存在的單體不能充分滲入到脫礦后的膠原纖維網(wǎng)的缺陷［45］，同時具有保護(hù)牙髓不受激惹，降低術(shù)后敏感等優(yōu)點(diǎn)。

部分學(xué)者認(rèn)為酸蝕-沖洗系統(tǒng)更適用于根面，Andermatt、Toledano 等［17，46］對頸緣1/3 牙骨質(zhì)分別進(jìn)行不同粘接系統(tǒng)處理，通過微拉伸、微剪切粘接強(qiáng)度檢測及納米級表面粗糙度檢測發(fā)現(xiàn)酸蝕-沖洗系統(tǒng)處理后表面粗化效果明顯，顯著增大表面粗糙度及粘接面積，可獲得最高的粘接強(qiáng)度。而部分研究則認(rèn)為兩步自酸蝕更適合根面粘接，實驗［21，26］發(fā)現(xiàn)酸蝕-沖洗系統(tǒng)在頸牙骨質(zhì)上雖表現(xiàn)為形成最厚的混合層，有利于提升粘接強(qiáng)度，但伴隨著較多的納米滲漏；自酸蝕粘接系統(tǒng)中一步-自酸蝕粘接劑雖總體呈現(xiàn)更少的納米滲漏，但增加了粘接層邊緣區(qū)域的納米滲漏的發(fā)生；而二步-自酸粘接劑的自酸底漆去除了牙骨質(zhì)中的部分礦物成分，使其粘接劑的功能基團(tuán)單體形成強(qiáng)而穩(wěn)定的鈣鹽和殘留的礦物晶體，不僅表現(xiàn)出與牙骨質(zhì)較佳的混合水平，使二步-自酸蝕法（40.78 MPa±12.6 MPa）相較于一步自酸蝕法（21.14 MPa±12.7 MPa）顯示了更高的粘接強(qiáng)度，同時在樹脂-牙骨質(zhì)之間形成較少的納米滲漏，比一步自酸蝕粘合劑更有效地保護(hù)根表面免受酸蝕脫礦［13，16］，故推測兩步自酸蝕更適合根面粘接。近年來隨著粘接劑的不斷發(fā)展，材料性能不斷提高，粘接強(qiáng)度不再是粘接質(zhì)量的唯一考量，微滲漏、防脫礦及粘接持久性等性能均成為評價指標(biāo)，從總體性能而言，兩步自酸蝕粘接劑被認(rèn)為更適用于根面粘接。

4.總結(jié)

綜上所述，牙骨質(zhì)表面作為粘接修復(fù)過程中無法忽視的粘接區(qū)域，因其粘接性能不佳，粘接修復(fù)前予以不同處理方法以提高其粘接性能尤為必要。現(xiàn)已證實二步法-自酸蝕粘接系統(tǒng)利于牙骨質(zhì)粘接性能的提升，Er， Cr： YSGG 激光、Er： YAG 激光、檸檬酸及EDTA 預(yù)處理方式的運(yùn)用可提供良好的粘接表面形貌，然而，此類形貌改變對粘接強(qiáng)度、邊緣密封性及粘接持久性等粘接性能的綜合性影響目前尚未明確，同時缺乏系統(tǒng)性的實驗研究，此空白有待進(jìn)一步探索。